Divers
Les dossiers électronique
Ma galerie
Mes jeux
Mes musiques
.:HIFI : LA THEORIE !!:.
Voici un dossier du domaine de la Hifi, c'est une contribution, si vous avez des remarques, suggestions, contactez son auteur, qui je suis sur, vous repondra mieux à votre question...
Vous pouvez aussi télécharger le dossier complet au format Word 97.
cliquez ici pour télécharger le dossier.
.:SOMMAIRE:.
Préliminaires
CHAPITRE I - L'amplificateur
Qu'est ce que c'est ?
Quelle puissance faut-il choisir ?
CHAPITRE II - Le pré-amplificateur
Schéma synoptique de préamplificateur
CHAPITRE III - Les électroniques à tubes
Le son des amplis à tubes
Puissance des amplis à tubes
L'ampli à tubes et ses éléments principaux
CHAPITRE IV - Les enceintes à réaliser soi même
.:PRELIMINAIRES:.
Ce dossier, principalement destiné aux électroniciens amateurs, est avant tout écrit dans un but d'information, d'explication, et d'incitation aussi.
Loin d'être exhaustif, loin d'être parfait, il sera utile aux lecteurs des magazines d'électronique qui souhaitent se lancer dans la construction d'un appareil.
Petit rappel sur le terme hi-fi : on parle de " chaîne haute-fidélité " pour désigner un ensemble d'éléments qui sont tous étudiés pour reproduire au mieux le son, soit par des éléments actifs (lecteur de CD, ampli, enceinte ?) qui sont alors conçus dans une optique de performance, soit par des éléments passifs (potentiomètres, sélecteurs, câbles?) qui n'ajoutent rien à la qualité du son mais qui peuvent éventuellement en enlever.
On cherche alors bien sur à ce que sur le trajet du signal il n'y ait pas un élément qui viendrait " abîmer " la qualité du son produit par un appareil placé en amont, comme si par exemple à la sortie de votre amplificateur vous connectiez de vulgaires câbles électriques pour relier vous enceintes.
Que peut on faire au niveau amateur ?
L'intérêt de cette démarche ?
En contruisant vous-même un appareil, vous pouvez obtenir une très bonne qualité sonore, en réduisant le coût de près de la moitié, sans parler de l'inestimable plaisir de contempler votre ?uvre.
.:L'AMPLIFICATEUR:.
- Qu'est ce que c'est ?
La sortie d'une source est à un faible niveau électrique qui n'est pas capable de faire se déplacer les membranes des haut-parleur. Tout au plus peut on brancher un casque sur ces sorties pour entendre un petit son.
Les membranes des HP doivent se mouvoir pour créer une vibration sonore .Or du fait du poids de celles-ci, de la résistance de l'air et d'autres facteurs, il faut injecter une puissance électrique relativement importante pour la membrane puisse vibrer fortement, et ce particulièrement aux fréquences basses.
Remarque :en audio, les 3/4 de la puissance sont absorbés par les fréquences basses.
- Quelle puissance faut-il choisir ?
Pour répondre à cette question il faut prendre en compte plusieurs choses :
La puissance électrique, qui s'exprime en watts, produit une pression acoustique, qui s'exprime en décibels.
Or il existe une relation logarithmique entre la puissance de l'amplificateur et la pression sonore, qui peut se simplifier comme suit :pour obtenir une différence de niveau décelable, il faut monter de 3dB. Cette augmentation correspond à un doublement de la puissance en watts.
Le tableau ci-dessous, qui correspond à une enceinte ayant un rendement de 86 à 87 dB, c'est à dire assez faible, illustre bien cette variation non linéaire :
Si l'on avait pour ce tableau une enceinte ayant un rendement de 90 dB, il faudrait diviser la puissance nécessaire par 2 pour obtenir les mêmes niveaux. Et pour des enceintes ayant un rendement de 93 dB, il suffirait de 7,5 watts pour obtenir 100 dB !
On voit donc qu'il faut surtout prendre en compte le rendement des enceintes. De manière générale, le prix monte avec le rendement.
Ce n'est qu'a partir de la zone sonore de 100 dB que la puissance des amplis devient critique, car aujourd'hui ceux ci produisent tous plusieurs dizaines de watts, à l'exception de certains amplis à tubes qui pour certains ne font que quelques watts (voir le chapitre sur les amplis à tubes).
Mais il faut savoir aussi qu'un niveau de 100 dB on atteint plusieurs limites :
- la limite de la plupart des enceintes hi-fi (qui commencent à produire une distorsion " membrane "
- la limite du supportable en appartement (ne parlons pas des voisins?)
Il faut également prendre en compte une autre notion : la réserve de puissance de l'amplificateur. Lorsque un ampli est poussé dans ses derniers retranchements, il ne va pas pouvoir restituer correctement les fréquences basses ,comme les batteries par exemple. Il ne s'agit pas là de la distorsion, qui on le verra n'est pas en définitive un problème crucial. C'est tout simplement que l'ampli ne dispose plus assez d'énergie.
Ceci est dû au fait que ce sont les fréquences basses sont les plus gourmandes en puissance comme on l'a vu plus haut, et que la majorité des amplis du commerce disposent d'une alimentation calculée au plus juste par rapport à leurs puissances pour des questions de prix.
Ainsi il n'est pas bon de compter utiliser un ampli à ses limites, car l'on risque alors d'avoir un son " essoufflé ", avec des basses qui s'effondrent (impression de graves " trainant "), et finalement un son au rabais. Ce phénomène se produira bien avant toute apparition de distorsion.
Pour cette raison lors de la réalisation d'un schéma d'amplificateur, il ne faut jamais rogner sur la taille de l'alimentation, sans quoi on risque de ne pas pouvoir utiliser toute la puissance permise par les cartes amplificatrices.
Malheureusement dans un ampli l'alimentation représente une bonne part du prix, car alors que les transistors et autres circuits intégrés de puissance ont vu leur prix fortement diminuer depuis une quinzaine d'années, les transformateurs de puissance et les condensateurs de filtrage restent toujours assez coûteux.
En définitive, pour définir une fourchette, la puissance minimale d'un ampli à transistors pour une utilisation domestique se situe autour de 40 W, et la puissance maximale raisonnable 70W. Avec ces puissances il n'y a aucun problème pour écouter de la musique à un niveau vraiment élevé.
.:LE PRE-AMPLIFICATEUR:.
Sous ce terme on désigne parfois des choses un peu différentes. Il n'est en fait besoin de pré-amplifier que le signal issu d'un tourne-disque, car celui-ci délivre des signaux de quelques millivolts seulement. Ces signaux sont incapables d'exciter l'amplificateur dont le niveau d'entrée est environ de 1 volt. De plus il faut leur appliquer une correction en fréquence ( correction dite RIAA). Il faut faire la même chose pour utiliser un microphone sur un ampli, mais sans correction de fréquence.
Cependant lorsque on utilise des sources différentes telles que CD, magnétophone, tuner (appareils fournissant un signal directement utilisable par l'ampli), il se peut que les niveaux sonores soient différents les uns par rapport aux autres, ce qui fait que l'on est toujours obligé de retoucher le volume lorsque on change la source.
Et d'ailleurs ces actions de sélection de source et de variation de volume ne se font pas toutes seules, elles nécessitent un potentiomètre et un sélecteur.
Voici un schéma synoptique de préamplificateur :
Remarque :il manque sur ce schéma l'ampli ligne ;il n'est pas nécessaire si l'on considère qu'il n'y a pas à rehausser les niveaux (hormis le phono) mais éventuellement à les baisser.
- l'adaptation des niveaux ligne est une opération facultative qui de toute façon devra être adaptée à chaque appareil ;la plupart du temps seule la ligne CD est à minorer. Celle ci peut atteindre 2 volts suivant les appareils. Elle est constituée d'une simple résistance.
- la sortie TAPE OUT se situe logiquement en amont des réglages de volume et de balance car les bons enregistreurs disposent d'un réglage de niveau qui leur est propre et qu'il est inutile de répéter.
- le réglage de volume est confié à un double potentiomètre. A ce sujet il faut savoir qu'il existe des potentiomètre spéciaux de bien meilleure qualité que ceux à piste carbone ou cermet. Les plus utilisés en haut de gamme (sans être dans le très haut de gamme !) sont ceux de la marque ALPS. Ils sont spécialement conçus pour l'audio, avec deux pistes appariées qui permettent une variation égale sur les deux canaux. Ils coûtent environ 100 F pièce. Une autre marque de qualité est la marque NOBLE. Ces composants ont surtout l'avantage de ne pas produire de crachements aussi vite qu'un simple carbone qui peut cracher au bout de quelques manipulations seulement. On choisit en général des logarithmiques pour ces réglages, afin d'avoir un début de volume qui monte très progressivement.
- Le réglage de la balance peut se faire par un simple ou un double potentiomètre, il y a les deux écoles. Lorsque il est double, il faut impérativement utiliser un linéaire à moins d'utiliser un log +anti-log, et ceci parce que pour la balance les connexions sont croisées l'une par rapport à l'autre. De cette façon, si sur une position donnée un canal a un tiers du signal, l'autre doit en avoir les deux autres tiers .Or ceci ne serait pas possible avec un log car la position physique du curseur ne correspond pas à autant de variation ohmique.
- Il existe aussi pour les réglages de volume et de balance la solution des commutateurs dotés de résistances. Il s'agit de créer une échelle logarithmique avec des résistances à 1% qui sont montées en séries et de pouvoir affecter entre chacune d'entre elles la sortie d'un commutateur rotatif. Cette méthode est difficile à mettre en ?uvre pour le volume car il faut trouver un double commutateur à plus de 12 positions, 12 étant un peu insuffisant pour un réglage précis.
- la sélection des canaux se fait par un commutateur rotatif. Soit le signal est directement appliqué à ce commutateur, soit le commutateur commande un ensemble de relais de qualité qui sont disposés au plus près des fiches RCA d'entrée de façon à éviter un câblage inutile et sensible aux parasites (encore que l'on puisse commander un sélecteur placé sur l'arrière du coffret au moyen d'une tige de 6mm de section qui traverse le préampli ;cette astuce étant valable aussi pour les potentiomètres).
- pour plus de confort on peut envisager de télécommander une ou plusieurs fonctions du préampli. La principale est le volume mais si l'on dispose d'un tuner et d'un cd télécommandés, il peut être intéressant de commander la source aussi. Dans une optique de qualité il faut opter pour un potentiomètre motorisé car bien qu'il existe de nombreux circuits intégrés spécialisés dans les fonctions de potentiomètre, ils sont d'une qualité inférieure à leur homologue analogiques. Les potentiomètres motorisés sont presque introuvables dans le commerce, il faut le fabriquer de toute pièce, en utilisant soit un moteur avec réducteur (en vente dans les magasins de modélisme), soit un moteur pas à pas. Dans les deux cas, il faudra trouver un schéma électronique spécialisé.
Le moteur avec réducteur présente l'inconvénient de ne pas pouvoir être actionné manuellement sur son axe de sotie, il y a blocage total de sorte qu'il n'est pas possible de disposer d'un réglage manuel supplémentaire en façade par un bouton. Une solution consiste alors à imaginer une sorte de débrayage mécanique du moteur, mais cela demande beaucoup d'imagination et de mise au point. Une autre solution serait de prévoir deux boutons poussoir qui commande le moteur dans un sens et dans l'autre, en prenant garde à ce que ce dispositif soit compatible avec l'électronique de contrôle du moteur.
Le moteur pas à pas quant à lui peut être actionné manuellement car il n'y a pas d'engrenages. De plus il a tendance à être plus silencieux que le moteur avec réducteur car il tourne moins vite.
.: LES TUBES :.
Les tubes électroniques, apparus vers 1920, avaient disparus lors de l'industrialisation des transistors vers les années 60, car on jugeait qu'ils étaient dépassés pour toutes les raisons ayant conduit à leur remplacement par les puces au silicium :encombrement, échauffement, consommation ?
Fort heureusement quelques irréductibles continuaient à les utiliser en audio, jugeant leur enterrement un peu hâtif au regard du principal :la qualité du son. Mais ces électroniques étaient devenues très coûteuses du fait de l'abandon de la production industrielle, on ne trouvait plus ces appareils que dans des magasins où il est inutile d'entrer sans avoir un gros chéquier.
Cependant depuis quelques années les tubes sont revenus en force sur le devant de la scène, certes on ne les trouves pas encore dans les grandes surfaces mais ça ne saurait tarder. Sachez donc, vous qui ne connaissez pas les tendances, que si vous vous équipez en tubes aujourd'hui vous aurez au moins l'inestimable privilège d'être à la mode !
- Le son des amplis à tubes.
Le son est radicalement différent des appareils à transistors, surtout s'il s'agit de classiques transistors bipolaires. Il est difficile d'utiliser des adjectifs pour décrire des impressions subjectives, mais tout le monde s'accorde pour dire qu'il s'agit d'un son plus chaud, plus doux, plus enveloppé, très musical car beaucoup moins agressif.
Attention, cela ne signifie pas du tout que le son tube manque de coffre ou qu'il n'en ressort pas d'impression de puissance, bien au contraire.
Ces différences sont particulièrement importante aujourd'hui alors qu'on est rentré dans le tout numérique et que le son des lecteurs CD a perdu toute la rondeur des vinyles ou des bandes magnétiques.
Du point de vue de certains audiophiles, le son produit par un simple ensemble lecteur CD et ampli à transistors bipolaires est souvent irrespirable, car il ne reflète aucune musicalité, notion en passe de disparaître aujourd'hui avec la domination de " musiques " dénuée de toute mélodie.
L'ampli à tubes est une très bonne solution pour atténuer la dureté du son issu des lecteurs CD, et profiter de toutes ses qualités qui sont l'absence de souffle, le rendu des détails, et la dynamique.
A ce propos, il faut préciser que le tube dispose d'une excellente dynamique. Il allie donc la douceur avec la fermeté et il pour s'en convaincre tachez d'écouter à bon niveau une chaîne à tubes, vous sentirez comment les appels de puissance sont fidèlement restitués, comment ce son peut être extrêmement " frappant " à tel point qu'il vous rentrera dans la poitrine comme dans un son sono et que vous aurez tendance à baisser le volume.
Du fait de sa grande nervosité on se contente souvent de petites puissances avec un ampli à tubes. D'ailleurs l'utilisation d'un ampli à tubes se fait dans une optique audiophile, on le mettra dans une pièce à vivre en y prenant soin et on ne le prêtera pas à des amis pour animer une soirée.
Une autre caractéristique intéressante des tubes se situe au niveau de la distorsion. Les amplificateurs peuvent génèrent deux types de distorsion :
Dans le cadre de la DHT, le tube génère des harmonique paires en rapport avec la note fondamentale. Par exemple quand une fréquence de 110 Hertz (qui correspond à un LA grave ) est amplifiée par un tube électronique, il sera produit une fréquence harmonique à 220 Hertz, et une autre à 440 Hertz. Or ce sont toujours des notes LA, mais à des octaves au dessus. Ce sont des harmoniques harmonieuses.
Avec des transistors, on aurait pour cette même note amplifiée du 330 et du 990 Hertz, qui sont respectivement des notes MI et SI désaccordée. Le son produit sera alors désagréable.
C'est pour cette raison que l'on tolérera d'un amplificateur à tubes une distorsion harmonique jusqu'à 2%, alors que pour un amplificateur à transistors, on ne tolérera que 0,5 % Et encore c'est faire là le difficile, car contrairement à ce prétendent les vendeurs dans les magasins l'oreille humaine est incapable de déceler une distorsion en dessous de 4 à 10%.
D'ailleurs au sujet des mesures il faut prendre conscience d'une chose :on ne peut pas décrire la qualité d'un appareil et encore moins d'un son avec des chiffres. Les mesures sont des indications fort utiles mais vous ne passez pas un disque pour le plaisir de votre distorsiomètre ou votre oscilloscope. Vous pouvez avoir un amplificateur qui fait du 1% de distorsion beaucoup plus musical qu'un autre qui fera 0,01%. Le meilleur appareil de mesure reste l'appareil auditif.
- puissance d'un ampli à tubes
Le summum du tube étant le simple étage d'amplification (un seul tube de puissance par canal ),et la puissance des plus gros tubes restant quand même limitée (bien qu'un tube comme le 845 fasse 40W), on n'atteint jamais des puissances phénoménales avec cette technologie. Mais si vous voyez un jour dans un magasin ou sur une publicité un ampli par exemple de 2x8 watts, n'en concluez surtout pas que vous avez devant vous un truc ridicule, mais plutôt que vous n'êtes pas assez riche pour vous payer les enceintes qui vont avec. Le tube s'utilise en effet de préférence avec des enceintes à haut-rendement.
Avec moins de 10W, considérez que les enceintes spéciales sont nécessaires. Au dessus, des enceintes normales conviennent , mais on évitera de descendre en dessous de 90 dB si possible. Il faudra aussi de préférence choisir une impédance de 8 ohms.
La puissance moyenne des amplis à tubes de type push-pull ou parallèle, c'est à dire avec plusieurs tubes, varie de 20 à 50 W. Ces types de montages représentent un bon compromis car ils ne nécessitent pas de tubes trop coûteux tout en restituant parfaitement toutes les qualités des tubes et en permettant l'utilisation d'enceintes classiques.
- L'ampli à tubes et ses éléments principaux
D'une manière générale le schéma d'un ampli à tubes est assez simple et comporte peu de composants. Ceux-ci doivent d'ailleurs être réduits à leur strict minimum.
- l'alimentation
Il s'agit d'une alimentation spéciale car les tubes demandent deux tensions distinctes :
- une alimentation haute tension, pouvant varier de 250 à plus de 400V, en courant continu
- une alimentation basse tension normalisée à 6,3 volts, destinée au chauffage des filaments, en courant continu de préférence
L'alimentation demande un transformateur spécial qu'il faudra faire bobiner le plus souvent.
La haute tension devra être correctement redressée et filtrée. Le redressement fait parfois appel à une valve de redressement qui est un tube spécial, mais on peut tout aussi bien utiliser des diodes. Concernant le filtrage celui-ci doit être particulièrement soigné sinon l'on risque d'avoir des ronflements. Il faut utiliser des condensateurs électrolytiques haute tension d'une capacité allant jusqu'à 2200 uF, ce qui peut sembler peu au regard des cartouches de 22000 uF utilisées dans les amplis à transistors, mais en pratique cette valeur est un maximum pour des raisons de disponibilité, d'encombrement et de coût (un condensateur HT de ce type coûte environ 250 F). De plus en matière de filtrage, il n'est pas besoin de grosses capacités pour des courants faibles.
Note : ne jamais placer de grosse capacité après une valve de redressement sous peine de destruction de celle-ci.
Il est possible également de lisser la HT par une self spéciale supplémentaire en plus des condensateurs (à placer en aval de ceux-ci).
Au sujet de cette haute tension on se doit bien sûr la plus grande prudence, d'autant plus qu'il s'agit de courant continu. Il faut constamment avoir en tête ce danger lors du montage et des essais de l'ampli. On évitera de mettre sous tension des éléments qui ne sont pas solidement fixés, et qui ne sont pas sur un plan de travail bien dégagé. Il faut surtout se méfier des condensateurs qui gardent la tension pendant plusieurs minutes tant qu'ils ne sont pas déchargés avec une résistance de 10 ohms/2W (attention à la chauffe aussi !) ou bien tout simplement avec une ampoule d'éclairage 220 V. Dans tous les cas, vérifier au voltmètre l'effet de la décharge.
Du fait de la présence de haute tension, l'ensemble doit être construit avec robustesse et circonspection. Il sera préférable d'utiliser des composants neufs et de bonne qualité partout où cela est possible. Le câblage doit se faire pour la partie HT avec du fil de 1mm2 qui possède un isolant plus épais ou mieux avec du fil avec gaine silicone. Les diverses cosses pourront recevoir de la gaine thermorétractable. Par contre il n'y a pas d'incompatibilité avec un coffret métallique, mais il faudra le relier à la terre pour respecter les normes (voir l'appendice de la revue Elektor publié chaque mois sur la sécurité ).
La basse tension à 6,3 volts ne pose pas de problèmes de sécurité mais plutôt des questions d'ampérage. Elle est destinée à chauffer les filaments prévus à cet effet dans le tube, ceci afin qu'elle fonctionne correctement.
On emploie presque systématiquement aujourd'hui du 6,3 volts redressé car ceci ne pose aucun problème. Mais il faut savoir qu'autrefois on avait beaucoup de difficultés à redresser une basse tension avant l'apparition des diodes au silicium, qui étaient d'ailleurs ruineuses dans les premières versions de puissance. C'est pourquoi on se passait de courant continu pour le chauffage des filaments.
Le risque du courant alternatif dans les filaments serait de provoquer des ronflements. En réalité c'est plus compliqué que cela. Le courant alternatif dans les filaments ne provoque pas de ronflement, à une exception. Ce qui le provoque c'est le fait d'amener un tel courant par des fils à proximité des câbles véhiculant des signaux faibles, ou sur un circuit imprimé. L'exception réside dans les tubes à très grand gain, utilisé en préamplification comme celle destinée aux cellules phono.
Le fait d'avoir un gain très important amène le tube à capter et amplifier au même titre que le signal la moindre vibration, le moindre parasite passant par là et de ce fait il ne faut pas alimenter le filament des lampes pré-amplificatrices par du courant alternatif. D'ailleurs le redressement n'occasionne aucun inconvénient, si ce n'est de provoquer un échauffement supplémentaire dans les ponts-redresseurs et de nécessiter des condensateurs de filtrage de grosse capacité, donc assez coûteux.
- les tubes
Il existe plusieurs familles de tubes et un assez grand nombre de références, mais pour un ampli d'un coût raisonnable à monter soi-même les tubes les plus fréquents en Europe sont l'EL 84, l'EL 34, et la KT88. La plupart des tubes existent en plusieurs versions (normale, militaire, de luxe?) mais les différences ne sont pas toujours évidentes.
Les tubes peuvent être montés de deux façons différentes :
- montage sur circuit imprimé
On utilise alors un support à picots, soudé sur la plaque ainsi que les autres composants. La difficulté est que la pratique veut que l'on place les tubes apparents sur le châssis, pour des questions d'évacuation de calories et d'esthétique, ce qui n'est pas possible avec un circuit imprimé du fait de la hauteur des autres composants. Ce problème peut être contourné avec une disposition de part et d'autre de la plaque. Une face est réservée aux composants, et l'autre aux tubes. Les supports des tubes peuvent alors venir affleurer la surface du coffret, et les tubes sont fichés par dessus.
- montage " en l'air "
Les tubes sont la plupart du temps montés verticalement. Certains spécialistes estiment que le montage horizontal raccourcit la vie du tube, du fait de la présence du filament de chauffage qui doit rester vertical pendant son fonctionnement. Toutefois, sur de nombreux montages seuls les tubes de puissance sont montés à la verticale.
Le support des tubes préamplificateurs peut être assorti d'un capot métallique qui fait office de blindage. Cela est recommandé pour les tubes à très grand gain tels ceux destinés aux cellules phono. Pour les autres, tout dépend de leur environnement.
- les transformateurs de sortie
Le transformateur de sortie est un élément indispensable dans l'ampli à tubes et qui a un impact majeur sur la qualité du son. Son rôle est d'adapter les impédances entre la sortie des tubes et l'enceinte acoustique.
Ses caractéristiques varient suivant les tubes utilisés, non seulement en impédance primaire, mais aussi en puissance, en nombre d'enroulements etc.? Sa construction est délicate et doit être confiée à un professionnel.
Lorsqu'un transfo de sortie est inadapté, il se produit des distorsions, une mauvaise réponse en fréquence, bref le son est mauvais. Au sujet de la fixation des transformateurs il ne faut pas disposer ceux-ci en ligne dans l'amplificateur car on risque de provoquer un couplage magnétique entre eux ;cause de ronflements. Les bobinages doivent donc être intervertis ( ex :un vers le nord, un vers l'ouest, un vers le nord ).
.: LES ENCEINTES :.
L'enceinte acoustique, maillon essentiel d'une chaîne hi-fi, est un domaine entier à lui tout seul. Il existe un grand nombre de types d'enceintes, de marques, de puissances etc.?
Précisons d'abord qu'en hi-fi haut de gamme on a le choix entre deux types de filtrage :
Qu'est ce que le filtre ? :les différents haut-parleurs sont affectés à la reproduction de fréquences différentes et pour cela il faut séparer le signal en plusieurs parties (2 ou 3, parfois 4)
1° le filtrage passif
C'est le type de filtrage le plus répandu et qui donne de bons résultats. Un filtre composé de selfs, de résistances et de condensateurs est placé dans l'enceinte et sépare les fréquences. Ces filtres sont en hi-fi calculés spécialement pour des haut-parleurs particuliers, afin d'optimiser la réponse en fréquence. Le calcul de ces filtres demande certaines connaissances, mais on peut utiliser des logiciels.
2° le filtrage actif
Il s'agit de séparer les fréquences non pas après mais avant l'amplification (bien que certains filtrent en actif après, mais ne rentrons pas dans ces détails).
- avantages :on évite ainsi d'avoir à placer des capacités ou inductances sur le trajet du signal, ce qui ne manque pas de modifier le son ( remarque :tout composant placé sur le trajet du signal altère en théorie la pureté du son).
- inconvénients :il faut autant d'amplificateurs qu'il y a de voies. Pour une enceinte deux voies, il faut un ampli pour les graves et un pour les aigus, le filtrage actif demande une mise au point, il y a au moins deux paires de câbles (sauf à utiliser une enceinte active, dotée de son filtre actif et de ses étages amplificateurs)
Le filtre actif est un circuit électronique à part entière, doté de sa propre alimentation, qui dispose d'une entrée et de deux ou trois sorties sur fiche RCA, que l'on connecte directement après la source ou le préamplificateur.
Les fréquences de coupure sont toujours réglables afin de les adapter à l'enceinte. Il faudra choisi les mêmes que celles du filtre passif, sous peine d'avoir un son déséquilibré. Par contre on peut leur apporter de petites retouches suivant la façon dont on préfère entendre sonner l'enceinte, car les modifications ne demandent en général que le changement de condensateurs de faibles capacités.
Ce genre de réglage peut se faire à l'oreille mais quand on veut aller plus loin, il faut disposer d'un analyseur de spectre audio. Il s'agit d'un appareil qui affiche le niveau sonore issu d'un microphone sur une trentaine de plages de fréquences. Ainsi, lorsque on applique aux enceintes un signal égal sur tout le spectre audio (par l'intermédiaire d'un générateur dit de bruit rose), on peut détecter d'éventuels creux indiquant que l'enceinte ne restitue pas correctement une plage de fréquence donnée . Si par exemple la plage est quasiment absente, c'est qu'elle a été supprimée par le filtrage qui est alors à revoir. Si elle est simplement en retrait, cela peut provenir d'une mauvaise association de haut-parleur etc.. Mais cet appareil est assez couteux et ses mesures ne sont pas faciles à interpreter.
Quel que soit le type de l'enceinte, il faudra monter des haut-parleurs dans une ébénisterie dont le volume est calculé en fonction de leurs caractéristiques. En effet la propagation du son est une chose très complexe qui dépend d'une multitude de facteurs. Fort heureusement les fabricants de haut-parleurs fournissent les caractéristiques de leurs matériels selon un langage normalisé, ce qui simplifie le travail. Les différents calculs relatifs à l'enceinte se font alors en tenant compte de ces caractéristiques, à l'aide de logiciels spécialisés dont certains sont disponibles gratuitement sur internet.
Mais pour le débutant, il est préférable d'acheter un kit complet qui comportera les dimensions de la caisse qu'il faudra respecter. En changeant les emplacements et volumes, on modifie en théorie la courbe de réponse de l'enceinte. Toutefois, la précision des mesures n'est quand même pas primordiale, un ou deux millimètres ci ou là en plus ou en moins n'est pas interdit. Respecter toutefois le mieux possible les positions des haut-parleurs entre eux.
La précision sera plutôt indispensable pour des questions d'assemblage des boiseries. Comme celle-ci le plus souvent n'est pas fournie avec le kit, il faudra se la procurer chez un détaillant de bois qui pratique la découpe. On utilise le plus souvent du médium, qui est un bois aggloméré plus dense que l'aggloméré classique.
La rectitude des découpes effectuées dans les magasins est très bonne compte tenu des scies qu'ils utilisent. Pour cette raison il vaut mieux faire découper le bois que s'essayer à débiter un panneau avec une simple scie circulaire. Attention cependant à ce que vos mesures soient fidèlement respectées, munissez vous d'un mètre et faites le difficile car un seul millimètre d'écart est déjà assez gênant. Evidemment, il faut que l'épaisseur du bois soit la même sinon il faudra recalculer toutes les cotes sans se tromper.
En plus des planches il faut un pot de colle à bois blanche, à prise lente de préférence. Il est bon aussi d'avoir au moins un serre-joint de grande dimension, sinon il faudra se débrouiller avec des poids.
La découpe des orifices se fait avec une scie sauteuse. Sur certaines enceintes il faut effectuer des lamages pour encastrer les H.P. dans le bois. Si vous n'avez pas de défonceuse électrique, sachez qu'on peut avec un peu de patience entailler le médium avec un cutter. Il y aussi une astuce pour simuler les lamages :contre-coller sur la face avant une plaque d'isorel (5mm) découpée aux dimensions maximales. Le face avant d'origine se présentant alors en retrait.
Les autres opérations de montage sont assez simples et ne présentes pas de difficultés. Il faudra cependant veiller à ce que l'enceinte soit d'une grande rigidité sinon elle risque d'entrer en résonnance sur des fréquences basses. Quelques tasseaux de bois peuvent être ainsi ajoutés à l'intérieur pour rigidifier les panneaux. Il y a aussi une technique assez couteuse qui consiste à plaquer à l'intérieur des feuilles de plomb pour augmenter la masse et absorber les vibrations. On peut également affubler l'enceinte d'une fausse caisse placée sous la vraie, complètement séparée mais dotée d'un orifice à l'arrière, ce qui permettre de la remplir de sable ou de grenaille de plomb afin d'augmenter son inertie. Cette technique a aussi l'avantage de rehausser l'enceinte qui souvent est trop basse pour les oreilles.
- - - FIN - - -
Voici un dossier du domaine de la Hifi, c'est une contribution, si vous avez des remarques, suggestions, contactez son auteur, qui je suis sur, vous repondra mieux à votre question...Vous pouvez aussi télécharger le dossier complet au format Word 97.
cliquez ici pour télécharger le dossier.
.:SOMMAIRE:.
PréliminairesCHAPITRE I - L'amplificateurQu'est ce que c'est ?Quelle puissance faut-il choisir ?CHAPITRE II - Le pré-amplificateurSchéma synoptique de préamplificateurCHAPITRE III - Les électroniques à tubesLe son des amplis à tubesPuissance des amplis à tubesL'ampli à tubes et ses éléments principauxCHAPITRE IV - Les enceintes à réaliser soi même.:PRELIMINAIRES:.
Ce dossier, principalement destiné aux électroniciens amateurs, est avant tout écrit dans un but d'information, d'explication, et d'incitation aussi.
Loin d'être exhaustif, loin d'être parfait, il sera utile aux lecteurs des magazines d'électronique qui souhaitent se lancer dans la construction d'un appareil.
Petit rappel sur le terme hi-fi : on parle de " chaîne haute-fidélité " pour désigner un ensemble d'éléments qui sont tous étudiés pour reproduire au mieux le son, soit par des éléments actifs (lecteur de CD, ampli, enceinte ?) qui sont alors conçus dans une optique de performance, soit par des éléments passifs (potentiomètres, sélecteurs, câbles?) qui n'ajoutent rien à la qualité du son mais qui peuvent éventuellement en enlever.
On cherche alors bien sur à ce que sur le trajet du signal il n'y ait pas un élément qui viendrait " abîmer " la qualité du son produit par un appareil placé en amont, comme si par exemple à la sortie de votre amplificateur vous connectiez de vulgaires câbles électriques pour relier vous enceintes.
Que peut on faire au niveau amateur ?
| Il y a trois éléments principaux : | l'amplificateur ( à transistors ou à tubes ) |
| le préamplificateur | |
| les enceintes |
L'intérêt de cette démarche ?
En contruisant vous-même un appareil, vous pouvez obtenir une très bonne qualité sonore, en réduisant le coût de près de la moitié, sans parler de l'inestimable plaisir de contempler votre ?uvre.
.:L'AMPLIFICATEUR:.
- Qu'est ce que c'est ?
La sortie d'une source est à un faible niveau électrique qui n'est pas capable de faire se déplacer les membranes des haut-parleur. Tout au plus peut on brancher un casque sur ces sorties pour entendre un petit son.
Les membranes des HP doivent se mouvoir pour créer une vibration sonore .Or du fait du poids de celles-ci, de la résistance de l'air et d'autres facteurs, il faut injecter une puissance électrique relativement importante pour la membrane puisse vibrer fortement, et ce particulièrement aux fréquences basses.
Remarque :en audio, les 3/4 de la puissance sont absorbés par les fréquences basses.
- Quelle puissance faut-il choisir ?
Pour répondre à cette question il faut prendre en compte plusieurs choses :
La puissance électrique, qui s'exprime en watts, produit une pression acoustique, qui s'exprime en décibels.
Or il existe une relation logarithmique entre la puissance de l'amplificateur et la pression sonore, qui peut se simplifier comme suit :pour obtenir une différence de niveau décelable, il faut monter de 3dB. Cette augmentation correspond à un doublement de la puissance en watts.
Le tableau ci-dessous, qui correspond à une enceinte ayant un rendement de 86 à 87 dB, c'est à dire assez faible, illustre bien cette variation non linéaire :
| Puissance de l'ampli en watts | Niveau sonore en dB | Equivalent à ... |
| Bruit de fond dans une pièce tranquille | ||
0,001 |
Bruit atténué d'une faible circulation | |
0,01 |
Faible musique d'ambiance | |
0,1 |
Conversation | |
0,3 1 |
Musique à niveau moyen | |
10 |
Musique à niveau élevé | |
100 |
Musique à niveau très élevé | |
| Début de la zone dangereuse |
Si l'on avait pour ce tableau une enceinte ayant un rendement de 90 dB, il faudrait diviser la puissance nécessaire par 2 pour obtenir les mêmes niveaux. Et pour des enceintes ayant un rendement de 93 dB, il suffirait de 7,5 watts pour obtenir 100 dB !
On voit donc qu'il faut surtout prendre en compte le rendement des enceintes. De manière générale, le prix monte avec le rendement.
Ce n'est qu'a partir de la zone sonore de 100 dB que la puissance des amplis devient critique, car aujourd'hui ceux ci produisent tous plusieurs dizaines de watts, à l'exception de certains amplis à tubes qui pour certains ne font que quelques watts (voir le chapitre sur les amplis à tubes).
Mais il faut savoir aussi qu'un niveau de 100 dB on atteint plusieurs limites :
- la limite de la plupart des enceintes hi-fi (qui commencent à produire une distorsion " membrane "
- la limite du supportable en appartement (ne parlons pas des voisins?)
Il faut également prendre en compte une autre notion : la réserve de puissance de l'amplificateur. Lorsque un ampli est poussé dans ses derniers retranchements, il ne va pas pouvoir restituer correctement les fréquences basses ,comme les batteries par exemple. Il ne s'agit pas là de la distorsion, qui on le verra n'est pas en définitive un problème crucial. C'est tout simplement que l'ampli ne dispose plus assez d'énergie.
Ceci est dû au fait que ce sont les fréquences basses sont les plus gourmandes en puissance comme on l'a vu plus haut, et que la majorité des amplis du commerce disposent d'une alimentation calculée au plus juste par rapport à leurs puissances pour des questions de prix.
Ainsi il n'est pas bon de compter utiliser un ampli à ses limites, car l'on risque alors d'avoir un son " essoufflé ", avec des basses qui s'effondrent (impression de graves " trainant "), et finalement un son au rabais. Ce phénomène se produira bien avant toute apparition de distorsion.
Pour cette raison lors de la réalisation d'un schéma d'amplificateur, il ne faut jamais rogner sur la taille de l'alimentation, sans quoi on risque de ne pas pouvoir utiliser toute la puissance permise par les cartes amplificatrices.
Malheureusement dans un ampli l'alimentation représente une bonne part du prix, car alors que les transistors et autres circuits intégrés de puissance ont vu leur prix fortement diminuer depuis une quinzaine d'années, les transformateurs de puissance et les condensateurs de filtrage restent toujours assez coûteux.
En définitive, pour définir une fourchette, la puissance minimale d'un ampli à transistors pour une utilisation domestique se situe autour de 40 W, et la puissance maximale raisonnable 70W. Avec ces puissances il n'y a aucun problème pour écouter de la musique à un niveau vraiment élevé.
.:LE PRE-AMPLIFICATEUR:.
Sous ce terme on désigne parfois des choses un peu différentes. Il n'est en fait besoin de pré-amplifier que le signal issu d'un tourne-disque, car celui-ci délivre des signaux de quelques millivolts seulement. Ces signaux sont incapables d'exciter l'amplificateur dont le niveau d'entrée est environ de 1 volt. De plus il faut leur appliquer une correction en fréquence ( correction dite RIAA). Il faut faire la même chose pour utiliser un microphone sur un ampli, mais sans correction de fréquence.
Cependant lorsque on utilise des sources différentes telles que CD, magnétophone, tuner (appareils fournissant un signal directement utilisable par l'ampli), il se peut que les niveaux sonores soient différents les uns par rapport aux autres, ce qui fait que l'on est toujours obligé de retoucher le volume lorsque on change la source.
Et d'ailleurs ces actions de sélection de source et de variation de volume ne se font pas toutes seules, elles nécessitent un potentiomètre et un sélecteur.
Voici un schéma synoptique de préamplificateur :
Remarque :il manque sur ce schéma l'ampli ligne ;il n'est pas nécessaire si l'on considère qu'il n'y a pas à rehausser les niveaux (hormis le phono) mais éventuellement à les baisser.- l'adaptation des niveaux ligne est une opération facultative qui de toute façon devra être adaptée à chaque appareil ;la plupart du temps seule la ligne CD est à minorer. Celle ci peut atteindre 2 volts suivant les appareils. Elle est constituée d'une simple résistance.
- la sortie TAPE OUT se situe logiquement en amont des réglages de volume et de balance car les bons enregistreurs disposent d'un réglage de niveau qui leur est propre et qu'il est inutile de répéter.
- le réglage de volume est confié à un double potentiomètre. A ce sujet il faut savoir qu'il existe des potentiomètre spéciaux de bien meilleure qualité que ceux à piste carbone ou cermet. Les plus utilisés en haut de gamme (sans être dans le très haut de gamme !) sont ceux de la marque ALPS. Ils sont spécialement conçus pour l'audio, avec deux pistes appariées qui permettent une variation égale sur les deux canaux. Ils coûtent environ 100 F pièce. Une autre marque de qualité est la marque NOBLE. Ces composants ont surtout l'avantage de ne pas produire de crachements aussi vite qu'un simple carbone qui peut cracher au bout de quelques manipulations seulement. On choisit en général des logarithmiques pour ces réglages, afin d'avoir un début de volume qui monte très progressivement.
- Le réglage de la balance peut se faire par un simple ou un double potentiomètre, il y a les deux écoles. Lorsque il est double, il faut impérativement utiliser un linéaire à moins d'utiliser un log +anti-log, et ceci parce que pour la balance les connexions sont croisées l'une par rapport à l'autre. De cette façon, si sur une position donnée un canal a un tiers du signal, l'autre doit en avoir les deux autres tiers .Or ceci ne serait pas possible avec un log car la position physique du curseur ne correspond pas à autant de variation ohmique.
- Il existe aussi pour les réglages de volume et de balance la solution des commutateurs dotés de résistances. Il s'agit de créer une échelle logarithmique avec des résistances à 1% qui sont montées en séries et de pouvoir affecter entre chacune d'entre elles la sortie d'un commutateur rotatif. Cette méthode est difficile à mettre en ?uvre pour le volume car il faut trouver un double commutateur à plus de 12 positions, 12 étant un peu insuffisant pour un réglage précis.
- la sélection des canaux se fait par un commutateur rotatif. Soit le signal est directement appliqué à ce commutateur, soit le commutateur commande un ensemble de relais de qualité qui sont disposés au plus près des fiches RCA d'entrée de façon à éviter un câblage inutile et sensible aux parasites (encore que l'on puisse commander un sélecteur placé sur l'arrière du coffret au moyen d'une tige de 6mm de section qui traverse le préampli ;cette astuce étant valable aussi pour les potentiomètres).
- pour plus de confort on peut envisager de télécommander une ou plusieurs fonctions du préampli. La principale est le volume mais si l'on dispose d'un tuner et d'un cd télécommandés, il peut être intéressant de commander la source aussi. Dans une optique de qualité il faut opter pour un potentiomètre motorisé car bien qu'il existe de nombreux circuits intégrés spécialisés dans les fonctions de potentiomètre, ils sont d'une qualité inférieure à leur homologue analogiques. Les potentiomètres motorisés sont presque introuvables dans le commerce, il faut le fabriquer de toute pièce, en utilisant soit un moteur avec réducteur (en vente dans les magasins de modélisme), soit un moteur pas à pas. Dans les deux cas, il faudra trouver un schéma électronique spécialisé.
Le moteur avec réducteur présente l'inconvénient de ne pas pouvoir être actionné manuellement sur son axe de sotie, il y a blocage total de sorte qu'il n'est pas possible de disposer d'un réglage manuel supplémentaire en façade par un bouton. Une solution consiste alors à imaginer une sorte de débrayage mécanique du moteur, mais cela demande beaucoup d'imagination et de mise au point. Une autre solution serait de prévoir deux boutons poussoir qui commande le moteur dans un sens et dans l'autre, en prenant garde à ce que ce dispositif soit compatible avec l'électronique de contrôle du moteur.
Le moteur pas à pas quant à lui peut être actionné manuellement car il n'y a pas d'engrenages. De plus il a tendance à être plus silencieux que le moteur avec réducteur car il tourne moins vite.
.: LES TUBES :.
Les tubes électroniques, apparus vers 1920, avaient disparus lors de l'industrialisation des transistors vers les années 60, car on jugeait qu'ils étaient dépassés pour toutes les raisons ayant conduit à leur remplacement par les puces au silicium :encombrement, échauffement, consommation ?
Fort heureusement quelques irréductibles continuaient à les utiliser en audio, jugeant leur enterrement un peu hâtif au regard du principal :la qualité du son. Mais ces électroniques étaient devenues très coûteuses du fait de l'abandon de la production industrielle, on ne trouvait plus ces appareils que dans des magasins où il est inutile d'entrer sans avoir un gros chéquier.
Cependant depuis quelques années les tubes sont revenus en force sur le devant de la scène, certes on ne les trouves pas encore dans les grandes surfaces mais ça ne saurait tarder. Sachez donc, vous qui ne connaissez pas les tendances, que si vous vous équipez en tubes aujourd'hui vous aurez au moins l'inestimable privilège d'être à la mode !
- Le son des amplis à tubes.
Le son est radicalement différent des appareils à transistors, surtout s'il s'agit de classiques transistors bipolaires. Il est difficile d'utiliser des adjectifs pour décrire des impressions subjectives, mais tout le monde s'accorde pour dire qu'il s'agit d'un son plus chaud, plus doux, plus enveloppé, très musical car beaucoup moins agressif.
Attention, cela ne signifie pas du tout que le son tube manque de coffre ou qu'il n'en ressort pas d'impression de puissance, bien au contraire.
Ces différences sont particulièrement importante aujourd'hui alors qu'on est rentré dans le tout numérique et que le son des lecteurs CD a perdu toute la rondeur des vinyles ou des bandes magnétiques.
Du point de vue de certains audiophiles, le son produit par un simple ensemble lecteur CD et ampli à transistors bipolaires est souvent irrespirable, car il ne reflète aucune musicalité, notion en passe de disparaître aujourd'hui avec la domination de " musiques " dénuée de toute mélodie.
L'ampli à tubes est une très bonne solution pour atténuer la dureté du son issu des lecteurs CD, et profiter de toutes ses qualités qui sont l'absence de souffle, le rendu des détails, et la dynamique.
A ce propos, il faut préciser que le tube dispose d'une excellente dynamique. Il allie donc la douceur avec la fermeté et il pour s'en convaincre tachez d'écouter à bon niveau une chaîne à tubes, vous sentirez comment les appels de puissance sont fidèlement restitués, comment ce son peut être extrêmement " frappant " à tel point qu'il vous rentrera dans la poitrine comme dans un son sono et que vous aurez tendance à baisser le volume.
Du fait de sa grande nervosité on se contente souvent de petites puissances avec un ampli à tubes. D'ailleurs l'utilisation d'un ampli à tubes se fait dans une optique audiophile, on le mettra dans une pièce à vivre en y prenant soin et on ne le prêtera pas à des amis pour animer une soirée.
Une autre caractéristique intéressante des tubes se situe au niveau de la distorsion. Les amplificateurs peuvent génèrent deux types de distorsion :
| 1- |
 Une distorsion de la sinusoïde principale, qui sera immanquablement produite au delà de la puissance admissible. Cette distorsion n'est pas prise en compte car l'on suppose toujours, lorsque on parle de puissance maximale, qu'il s'agit d'une zone où la distorsion n'est pas décelable par l'oreille. Par contre si l'on vous dit qu'un amplificateur fait 100 W et qu'à cette puissance le taux est de 10%, la puissance est alors à minorer. |
| 2- |
Une distorsion sur les fréquences harmoniques, lesquelles peuvent se représenter comme un éparpillement, une résonance du signal sur des fréquences différentes et qui s'ajoutent à celui-ci. Il s'agit de la distorsion harmonique totale (DHT).
|
Dans le cadre de la DHT, le tube génère des harmonique paires en rapport avec la note fondamentale. Par exemple quand une fréquence de 110 Hertz (qui correspond à un LA grave ) est amplifiée par un tube électronique, il sera produit une fréquence harmonique à 220 Hertz, et une autre à 440 Hertz. Or ce sont toujours des notes LA, mais à des octaves au dessus. Ce sont des harmoniques harmonieuses.
Avec des transistors, on aurait pour cette même note amplifiée du 330 et du 990 Hertz, qui sont respectivement des notes MI et SI désaccordée. Le son produit sera alors désagréable.
C'est pour cette raison que l'on tolérera d'un amplificateur à tubes une distorsion harmonique jusqu'à 2%, alors que pour un amplificateur à transistors, on ne tolérera que 0,5 % Et encore c'est faire là le difficile, car contrairement à ce prétendent les vendeurs dans les magasins l'oreille humaine est incapable de déceler une distorsion en dessous de 4 à 10%.
D'ailleurs au sujet des mesures il faut prendre conscience d'une chose :on ne peut pas décrire la qualité d'un appareil et encore moins d'un son avec des chiffres. Les mesures sont des indications fort utiles mais vous ne passez pas un disque pour le plaisir de votre distorsiomètre ou votre oscilloscope. Vous pouvez avoir un amplificateur qui fait du 1% de distorsion beaucoup plus musical qu'un autre qui fera 0,01%. Le meilleur appareil de mesure reste l'appareil auditif.
- puissance d'un ampli à tubes
Le summum du tube étant le simple étage d'amplification (un seul tube de puissance par canal ),et la puissance des plus gros tubes restant quand même limitée (bien qu'un tube comme le 845 fasse 40W), on n'atteint jamais des puissances phénoménales avec cette technologie. Mais si vous voyez un jour dans un magasin ou sur une publicité un ampli par exemple de 2x8 watts, n'en concluez surtout pas que vous avez devant vous un truc ridicule, mais plutôt que vous n'êtes pas assez riche pour vous payer les enceintes qui vont avec. Le tube s'utilise en effet de préférence avec des enceintes à haut-rendement.
Avec moins de 10W, considérez que les enceintes spéciales sont nécessaires. Au dessus, des enceintes normales conviennent , mais on évitera de descendre en dessous de 90 dB si possible. Il faudra aussi de préférence choisir une impédance de 8 ohms.
La puissance moyenne des amplis à tubes de type push-pull ou parallèle, c'est à dire avec plusieurs tubes, varie de 20 à 50 W. Ces types de montages représentent un bon compromis car ils ne nécessitent pas de tubes trop coûteux tout en restituant parfaitement toutes les qualités des tubes et en permettant l'utilisation d'enceintes classiques.
- L'ampli à tubes et ses éléments principaux
D'une manière générale le schéma d'un ampli à tubes est assez simple et comporte peu de composants. Ceux-ci doivent d'ailleurs être réduits à leur strict minimum.
- l'alimentation
Il s'agit d'une alimentation spéciale car les tubes demandent deux tensions distinctes :
- une alimentation haute tension, pouvant varier de 250 à plus de 400V, en courant continu
- une alimentation basse tension normalisée à 6,3 volts, destinée au chauffage des filaments, en courant continu de préférence
L'alimentation demande un transformateur spécial qu'il faudra faire bobiner le plus souvent.
La haute tension devra être correctement redressée et filtrée. Le redressement fait parfois appel à une valve de redressement qui est un tube spécial, mais on peut tout aussi bien utiliser des diodes. Concernant le filtrage celui-ci doit être particulièrement soigné sinon l'on risque d'avoir des ronflements. Il faut utiliser des condensateurs électrolytiques haute tension d'une capacité allant jusqu'à 2200 uF, ce qui peut sembler peu au regard des cartouches de 22000 uF utilisées dans les amplis à transistors, mais en pratique cette valeur est un maximum pour des raisons de disponibilité, d'encombrement et de coût (un condensateur HT de ce type coûte environ 250 F). De plus en matière de filtrage, il n'est pas besoin de grosses capacités pour des courants faibles.
Note : ne jamais placer de grosse capacité après une valve de redressement sous peine de destruction de celle-ci.
Il est possible également de lisser la HT par une self spéciale supplémentaire en plus des condensateurs (à placer en aval de ceux-ci).
Au sujet de cette haute tension on se doit bien sûr la plus grande prudence, d'autant plus qu'il s'agit de courant continu. Il faut constamment avoir en tête ce danger lors du montage et des essais de l'ampli. On évitera de mettre sous tension des éléments qui ne sont pas solidement fixés, et qui ne sont pas sur un plan de travail bien dégagé. Il faut surtout se méfier des condensateurs qui gardent la tension pendant plusieurs minutes tant qu'ils ne sont pas déchargés avec une résistance de 10 ohms/2W (attention à la chauffe aussi !) ou bien tout simplement avec une ampoule d'éclairage 220 V. Dans tous les cas, vérifier au voltmètre l'effet de la décharge.
Du fait de la présence de haute tension, l'ensemble doit être construit avec robustesse et circonspection. Il sera préférable d'utiliser des composants neufs et de bonne qualité partout où cela est possible. Le câblage doit se faire pour la partie HT avec du fil de 1mm2 qui possède un isolant plus épais ou mieux avec du fil avec gaine silicone. Les diverses cosses pourront recevoir de la gaine thermorétractable. Par contre il n'y a pas d'incompatibilité avec un coffret métallique, mais il faudra le relier à la terre pour respecter les normes (voir l'appendice de la revue Elektor publié chaque mois sur la sécurité ).
La basse tension à 6,3 volts ne pose pas de problèmes de sécurité mais plutôt des questions d'ampérage. Elle est destinée à chauffer les filaments prévus à cet effet dans le tube, ceci afin qu'elle fonctionne correctement.
On emploie presque systématiquement aujourd'hui du 6,3 volts redressé car ceci ne pose aucun problème. Mais il faut savoir qu'autrefois on avait beaucoup de difficultés à redresser une basse tension avant l'apparition des diodes au silicium, qui étaient d'ailleurs ruineuses dans les premières versions de puissance. C'est pourquoi on se passait de courant continu pour le chauffage des filaments.
Le risque du courant alternatif dans les filaments serait de provoquer des ronflements. En réalité c'est plus compliqué que cela. Le courant alternatif dans les filaments ne provoque pas de ronflement, à une exception. Ce qui le provoque c'est le fait d'amener un tel courant par des fils à proximité des câbles véhiculant des signaux faibles, ou sur un circuit imprimé. L'exception réside dans les tubes à très grand gain, utilisé en préamplification comme celle destinée aux cellules phono.
Le fait d'avoir un gain très important amène le tube à capter et amplifier au même titre que le signal la moindre vibration, le moindre parasite passant par là et de ce fait il ne faut pas alimenter le filament des lampes pré-amplificatrices par du courant alternatif. D'ailleurs le redressement n'occasionne aucun inconvénient, si ce n'est de provoquer un échauffement supplémentaire dans les ponts-redresseurs et de nécessiter des condensateurs de filtrage de grosse capacité, donc assez coûteux.
- les tubes
Il existe plusieurs familles de tubes et un assez grand nombre de références, mais pour un ampli d'un coût raisonnable à monter soi-même les tubes les plus fréquents en Europe sont l'EL 84, l'EL 34, et la KT88. La plupart des tubes existent en plusieurs versions (normale, militaire, de luxe?) mais les différences ne sont pas toujours évidentes.Les tubes peuvent être montés de deux façons différentes :
- montage sur circuit imprimé
On utilise alors un support à picots, soudé sur la plaque ainsi que les autres composants. La difficulté est que la pratique veut que l'on place les tubes apparents sur le châssis, pour des questions d'évacuation de calories et d'esthétique, ce qui n'est pas possible avec un circuit imprimé du fait de la hauteur des autres composants. Ce problème peut être contourné avec une disposition de part et d'autre de la plaque. Une face est réservée aux composants, et l'autre aux tubes. Les supports des tubes peuvent alors venir affleurer la surface du coffret, et les tubes sont fichés par dessus.
- montage " en l'air "
|
Ce type de câblage n'est plus utilisé aujourd'hui hormis pour les tubes justement. Le support du tube, qui est vissé sous la surface du châssis, dispose de cosses sur lesquelles viennent se souder la plupart des autres composants (quelques résistances et condensateurs).Ceux qui n'y tiennent pas sont soudés sur des barrettes à cosses à l'intérieur du coffret. Le câblage en l'air est dupoint de vue de la qualité meilleur que celui sur circuit imprimé, car on évite ainsi la circuiterie en pistes de cuivre et les liaisons sont réduites au strict nécessaire. Il faut avoir un fer à souder un peu plus puissant. |
 |
Le support des tubes préamplificateurs peut être assorti d'un capot métallique qui fait office de blindage. Cela est recommandé pour les tubes à très grand gain tels ceux destinés aux cellules phono. Pour les autres, tout dépend de leur environnement.
- les transformateurs de sortie
Le transformateur de sortie est un élément indispensable dans l'ampli à tubes et qui a un impact majeur sur la qualité du son. Son rôle est d'adapter les impédances entre la sortie des tubes et l'enceinte acoustique.Ses caractéristiques varient suivant les tubes utilisés, non seulement en impédance primaire, mais aussi en puissance, en nombre d'enroulements etc.? Sa construction est délicate et doit être confiée à un professionnel.
Lorsqu'un transfo de sortie est inadapté, il se produit des distorsions, une mauvaise réponse en fréquence, bref le son est mauvais. Au sujet de la fixation des transformateurs il ne faut pas disposer ceux-ci en ligne dans l'amplificateur car on risque de provoquer un couplage magnétique entre eux ;cause de ronflements. Les bobinages doivent donc être intervertis ( ex :un vers le nord, un vers l'ouest, un vers le nord ).
.: LES ENCEINTES :.
L'enceinte acoustique, maillon essentiel d'une chaîne hi-fi, est un domaine entier à lui tout seul. Il existe un grand nombre de types d'enceintes, de marques, de puissances etc.?Précisons d'abord qu'en hi-fi haut de gamme on a le choix entre deux types de filtrage :
Qu'est ce que le filtre ? :les différents haut-parleurs sont affectés à la reproduction de fréquences différentes et pour cela il faut séparer le signal en plusieurs parties (2 ou 3, parfois 4)
1° le filtrage passif
C'est le type de filtrage le plus répandu et qui donne de bons résultats. Un filtre composé de selfs, de résistances et de condensateurs est placé dans l'enceinte et sépare les fréquences. Ces filtres sont en hi-fi calculés spécialement pour des haut-parleurs particuliers, afin d'optimiser la réponse en fréquence. Le calcul de ces filtres demande certaines connaissances, mais on peut utiliser des logiciels.
2° le filtrage actif
Il s'agit de séparer les fréquences non pas après mais avant l'amplification (bien que certains filtrent en actif après, mais ne rentrons pas dans ces détails).
- avantages :on évite ainsi d'avoir à placer des capacités ou inductances sur le trajet du signal, ce qui ne manque pas de modifier le son ( remarque :tout composant placé sur le trajet du signal altère en théorie la pureté du son).
- inconvénients :il faut autant d'amplificateurs qu'il y a de voies. Pour une enceinte deux voies, il faut un ampli pour les graves et un pour les aigus, le filtrage actif demande une mise au point, il y a au moins deux paires de câbles (sauf à utiliser une enceinte active, dotée de son filtre actif et de ses étages amplificateurs)
Le filtre actif est un circuit électronique à part entière, doté de sa propre alimentation, qui dispose d'une entrée et de deux ou trois sorties sur fiche RCA, que l'on connecte directement après la source ou le préamplificateur.
Les fréquences de coupure sont toujours réglables afin de les adapter à l'enceinte. Il faudra choisi les mêmes que celles du filtre passif, sous peine d'avoir un son déséquilibré. Par contre on peut leur apporter de petites retouches suivant la façon dont on préfère entendre sonner l'enceinte, car les modifications ne demandent en général que le changement de condensateurs de faibles capacités.
Ce genre de réglage peut se faire à l'oreille mais quand on veut aller plus loin, il faut disposer d'un analyseur de spectre audio. Il s'agit d'un appareil qui affiche le niveau sonore issu d'un microphone sur une trentaine de plages de fréquences. Ainsi, lorsque on applique aux enceintes un signal égal sur tout le spectre audio (par l'intermédiaire d'un générateur dit de bruit rose), on peut détecter d'éventuels creux indiquant que l'enceinte ne restitue pas correctement une plage de fréquence donnée . Si par exemple la plage est quasiment absente, c'est qu'elle a été supprimée par le filtrage qui est alors à revoir. Si elle est simplement en retrait, cela peut provenir d'une mauvaise association de haut-parleur etc.. Mais cet appareil est assez couteux et ses mesures ne sont pas faciles à interpreter.
Quel que soit le type de l'enceinte, il faudra monter des haut-parleurs dans une ébénisterie dont le volume est calculé en fonction de leurs caractéristiques. En effet la propagation du son est une chose très complexe qui dépend d'une multitude de facteurs. Fort heureusement les fabricants de haut-parleurs fournissent les caractéristiques de leurs matériels selon un langage normalisé, ce qui simplifie le travail. Les différents calculs relatifs à l'enceinte se font alors en tenant compte de ces caractéristiques, à l'aide de logiciels spécialisés dont certains sont disponibles gratuitement sur internet.
Mais pour le débutant, il est préférable d'acheter un kit complet qui comportera les dimensions de la caisse qu'il faudra respecter. En changeant les emplacements et volumes, on modifie en théorie la courbe de réponse de l'enceinte. Toutefois, la précision des mesures n'est quand même pas primordiale, un ou deux millimètres ci ou là en plus ou en moins n'est pas interdit. Respecter toutefois le mieux possible les positions des haut-parleurs entre eux.
La précision sera plutôt indispensable pour des questions d'assemblage des boiseries. Comme celle-ci le plus souvent n'est pas fournie avec le kit, il faudra se la procurer chez un détaillant de bois qui pratique la découpe. On utilise le plus souvent du médium, qui est un bois aggloméré plus dense que l'aggloméré classique.
La rectitude des découpes effectuées dans les magasins est très bonne compte tenu des scies qu'ils utilisent. Pour cette raison il vaut mieux faire découper le bois que s'essayer à débiter un panneau avec une simple scie circulaire. Attention cependant à ce que vos mesures soient fidèlement respectées, munissez vous d'un mètre et faites le difficile car un seul millimètre d'écart est déjà assez gênant. Evidemment, il faut que l'épaisseur du bois soit la même sinon il faudra recalculer toutes les cotes sans se tromper.
En plus des planches il faut un pot de colle à bois blanche, à prise lente de préférence. Il est bon aussi d'avoir au moins un serre-joint de grande dimension, sinon il faudra se débrouiller avec des poids.
La découpe des orifices se fait avec une scie sauteuse. Sur certaines enceintes il faut effectuer des lamages pour encastrer les H.P. dans le bois. Si vous n'avez pas de défonceuse électrique, sachez qu'on peut avec un peu de patience entailler le médium avec un cutter. Il y aussi une astuce pour simuler les lamages :contre-coller sur la face avant une plaque d'isorel (5mm) découpée aux dimensions maximales. Le face avant d'origine se présentant alors en retrait.
Les autres opérations de montage sont assez simples et ne présentes pas de difficultés. Il faudra cependant veiller à ce que l'enceinte soit d'une grande rigidité sinon elle risque d'entrer en résonnance sur des fréquences basses. Quelques tasseaux de bois peuvent être ainsi ajoutés à l'intérieur pour rigidifier les panneaux. Il y a aussi une technique assez couteuse qui consiste à plaquer à l'intérieur des feuilles de plomb pour augmenter la masse et absorber les vibrations. On peut également affubler l'enceinte d'une fausse caisse placée sous la vraie, complètement séparée mais dotée d'un orifice à l'arrière, ce qui permettre de la remplir de sable ou de grenaille de plomb afin d'augmenter son inertie. Cette technique a aussi l'avantage de rehausser l'enceinte qui souvent est trop basse pour les oreilles.Ne vous fâchez pas et faites moi part de vos remarques hagos@infonie.fr |
SynthoX Web - TheBlog (c) 2009 GARDIES Thierry - Mentions légales - Contact